以Ni60+33%Ni/MoS2(质量分数)混合粉末为熔覆材料，在H13钢表面进行了激光熔覆试验，利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等对激光熔覆层的微观组织进行了分析，测试了激光熔覆层的摩擦磨损性能。结果表明，激光熔覆层的组织是在γ-Ni树枝晶和γ-Ni+MoNi4共晶的基体上分布着CrxSy颗粒。激光熔覆过程中原位自生的CrxSy颗粒呈近球状，尺寸在5～20 μm之间，尺寸较大的颗粒多分布于熔覆层的上部，尺寸较小的颗粒多分布于熔覆层的中下部。由于CrxSy的减摩作用，熔覆层的摩擦系数明显低于Ni60熔覆层的摩擦系数，但耐磨性能有所降低。

利用原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电镜(TEM)对TC4 合金表面NiCrBSiC合金激光熔覆层中反应合成的TiC和TiB2形貌进行了观察, 分析了TiC和TiB2相的生长机制。结果表明, 激光熔覆反应合成的TiC相呈等轴树枝晶状, 并具有非小平面和小平面两种生长界面(当树枝晶尺寸较小时, 具有非小平面生长界面, 当树枝晶尺寸较大时, 具有小平面生长界面), TiB2相呈六棱柱状, 通常在TiC树枝晶表面异质形核, 并以小平面形式生长, 最终形成心部为TiC相外部为TiB2相的特殊复相结构。

激光技术; 激光熔覆; 复合涂层; 微观组织; 机制

采用横流CO2激光器在TC4合金表面熔覆NiCrBSiC合金涂层，探讨了激光熔覆工艺参数对涂层稀释率和微观结构的影响。结果表明，在激光功率密度和辐照时间相同的条件下，大直径(D=6 mm)光斑热源能获得更深的基体熔化深度，涂层的稀释率较高，涂层中的强化相主要为TiB2和TiC相; 小直径(D=3 mm)光斑热源基体熔化深度较浅，涂层的稀释率较低，涂层中的强化相为CrB以及少量的M23(CB)6和TiC相。

为了延长激光法合成纳米金刚石的有效作用时间从而提高合成效率, 提出采用功率密度低、脉宽长的毫秒脉冲激光照射循环水介质中石墨颗粒合成纳米金刚石的新工艺。高分辨透射电镜(HRTEM)及X射线衍射(XRD)分析结果表明, 产物中含大量具有球形单晶体结构或五重孪晶结构的金刚石颗粒(平均颗粒尺寸约为5 nm)。通过对纳米金刚石微观组织结构的分析以及理论计算测算出低功率密度(106 W·cm-2)毫秒脉冲激光照射时石墨颗粒表面可达到最高温度5300 K, 认为该功率密度毫秒脉冲激光照射石墨颗粒时, 不能产生碳等离子体, 只能使石墨颗粒熔融, 得到液态碳。因此生成纳米金刚石的相变机制为：激光脉冲开始时, 石墨颗粒吸收激光能量快速升温并达到熔融状态, 激光脉冲过后, 碳液滴迅速冷却, 金刚石形核并长大得到纳米晶。